Розв’язок типових задач
Регулювання концентрації поглингаємого компоненту в насиченому абсорбенті. Така мета управління часто ставиться при проведенні процесу абсорбції у виробництві кислот. У цьому випадку з газової суміші необхідно поглинати таку кількість компонента, яке б забезпечило сталість концентрації Ук. В якості основного регульованого параметра варто брати цю концентрацію (часто використовують також щільність продукту), а регулюючий вплив має здійснюватися зміною витрати абсорбенту. При цьому датчик складу з метою зменшення запізнювання може бути встановлений не на лінії насиченого абсорбенту, а в кубі колони.
Регулювання складу при змінах витрат газової суміші. Якщо витрати газової суміші визначається технологічним режимом попереднього процесу, то стабілізувати їх не можна, а такі зміни є для абсорбера сильними збудженнями. Для якісного регулювання процесу ці збудження слід компенсувати до розповсюдження їх в об'єкті. Це завдання вирішує регулятор співвідношення витрат газової суміші та абсорбенту з корекцією за концентрацією Ук.
Якщо на установку надходить суміш постійного складу, то виключається один із сильних збуджуючих впливів. Тоді достатньо замість регулювання концентрації Ук, можна обмежитися стабілізацією витрат газової суміші та абсорбенту. Якщо при цьому витрати газової суміші змінюються в часі, встановлюють регулятор співвідношення витрат газової суміші абсорбенту без корекції за концентрацією.
Регулювання процесу ізотермічної абсорбції. Деякі процеси абсорбції протікають з великим виділенням тепла, що погіршує масопередачу. У зв'язку з цим виникає необхідність у відборі частини тепла з абсорбера, для чого встановлюють охолоджуючі змійовики безпосередньо в колоні. Витрати холодоносія, що подається в змійовик, повинні визначатися тепловим режимом всього абсорбера. Якщо змійовики встановлені по всій висоті абсорбера, то параметром, що характеризує тепловий режим абсорбера, є температура холодоносія на виході з нього. Якщо ж змійовики встановлені тільки в нижній частині абсорбера, регульованою величиною є температура насиченої абсорбенту.
Регулювання перепаду тиску в колоні. Деякі конструкції абсорбційних колон дуже чутливі до порушення гідродинамічного режиму: навіть незначні зміни швидкості газу в колоні ведуть до нестійких режимів її роботи. У цих випадках слід стабілізувати не тиск, а перепад тиску в колоні зміною витрат збідненої газової суміші.
Регулювання процесу в умовах рециклу абсорбенту. У деяких випадках абсорбент, що виходить з куба колони, лише частково відбирається з установки, більша ж частина його повертається в колону в якості рециклу. Рівень у колоні при такій технології регулюють зміною витрат насиченого абсорбенту, виведеного з установки, а концентрацію Ук - зміною витрат свіжого абсорбенту.
Регулювання складу абсорбенту, що надходить у абсорбційну колону (рис. 4). Абсорбент, що повертається з ділянки десорбції, може містити деяку кількість компонентів газової суміші, що значно погіршує процес абсорбції. У цьому випадку необхідно постійно виводити частину відпрацьованого абсорбенту із системи і вводити таку ж кількість свіжого. Це здійснюється в спеціальній ємності, яка встановлюється між абсорбером і десорбер. При цьому склад абсорбенту на вході в абсорбер стабілізують зміною витрати свіжої абсорбенту. Баланс між витратами свіжого і відпрацьованого абсорбенту, що виводиться із системи, підтримується за допомогою регулятора рівня, що впливає на витрату зливається абсорбенту.
Рисунок 4 – Схема регулювання складу абсорбенту, що поступає в колону.
Регулювання за збуренням (використання багатоконтурних систем). Якщо в об'єкт надходять обурення у вигляді зміни складу і витрати вихідної суміші, то витрата абсорбенту доцільно змінювати залежно від цих параметрів, т. е. використовувати регулювання за збуренням. На схемі (рис. 5) показана двоконтурна система, що здійснює таке регулювання.
Рисунок 5 – Схема регулювання за збудженням за умов змінних витрат та складу вихідної суміші.
Завдяки використанню багатоконтурних систем можна значно поліпшити якість регулювання процесу і при наявності інших збурень. В якості допоміжних параметрів вибирають витрата абсорбенту - при регулюванні концентрації витягується компонента в збідненої суміші; витрата холодоносія - при регулюванні температур газової суміші та абсорбенту, виведених з холодильників; витрата насиченого абсорбенту - при регулюванні рівня.
Регулювання декількох послідовно встановлених абсорбційних колон. Система автоматичного регулювання послідовно встановлених абсорберів принципово не відрізняється від систем регулювання одного абсорбера. Концентрацію Ук регулюють зміною подачі абсорбенту, що надходить у перший по ходу абсорбенту апарат. Стабілізують рівні в кожному абсорбері, температури газової суміші та абсорбенту на вході в установку і тиск в останньому по ходу газу абсорбері. У тих випадках, коли між адсорберами встановлені проміжні холодильники для охолодження абсорбенту, необхідно передбачити регулювання температури абсорбенту перед адсорберами зміною витрати холодоносіїв.